人教版物理必修3同步练习: 9.1 电荷(优生加练)
一、多项选择题
1.(2019高二上·龙川月考)一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了.这说明( )
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律
2.(2019高二上·富平月考)当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )
A.正电荷 B.负电荷 C.接触起电 D.感应起电
3.(2018高二上·哈尔滨月考)一个空心金属球A带8×10-4C正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B带有2×10-4C的负电荷,将B球放入A球壳内与内壁接触,静电平衡后,A、B球带的电荷量正确的是( )
A.QA=6×10-4C B.QA=5×10-4C C.QB=3×10-4C D.QB=0
4.两个相同的金属小球,所带电荷量大小之比为1:7,相距r,两小球可视为点电荷,两者相互接触后再放回原来位置上,则它们之间的库仑力大小与原来之比可能为( )
A.4:7 B.3:7 C.16:7 D.9:7
5.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球带电情况可能是
A.带有等量异种电荷 B.带同种电荷
C.带不等量异种电荷 D.无法确定
6.下列有关起电的说法正确的是( )
A.摩擦起电说明电荷是可以创造的
B.摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子
C.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷可以被消灭
7.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述方法中,能使两球都带电的方法是
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.使甲球瞬时接地,稳定后再移走棒
D.使棒与甲球接触,稳定后再移走棒
8.如图所示,P是一个带电体,N是一个不带电的金属空腔,在哪种情况中,放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引
A. B.
C. D.
9.如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A,B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A,B分开,然后移去C,A,B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A,B分开,A,B上的金属箔片仍张开
D.先用手接触一下A端再拿开,然后把C移走,再把A,B分开,A上的金属箔片不张开,而B上的金属箔片张开
10.(多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验 电器的金属箔的张角减小,则( )
A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电
C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电
11.(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔带同种电荷,选项C中两对金箔带异种电荷
12.(多选)如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中能使两球都带电的是( )
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒
D.先使乙球瞬时接地,再移走棒
13.(多选)如图所示,一把塑料尺与毛巾摩擦过程中,有大量电子从塑料尺转移到了毛巾上,那么根据上述信息,若塑料尺和毛巾都和人体没有电荷交换,下列说法正确的是( )
A.毛巾呈中性 B.毛巾带正电
C.毛巾带负电 D.塑料尺和毛巾带等量异种电荷
14.下列说法正确的是( )
A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分
B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C.摩擦起电和感应起电都能使电子发生转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体,而后者使电子从物体的一部分转移到另一部分
D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体平分带电体上的电荷
15.有A、B、C三个完全相同的金属小球,A球带9.0×10﹣6C的正电荷,现使用接触法使得他们都带电(与外界绝缘),则A、B、C可能的带电量为( )
A.3.0×10﹣6、3.0×10﹣6、3.0×10﹣6
B.4.5×10﹣6、3.0×10﹣6、1.5×10﹣6
C.3.375×10﹣6、3.375×10﹣6、2.25×10﹣6
D.2.25×10﹣6、2.25×10﹣6、4.5×10﹣6
16.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体
C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
17.以下判断小球是否带电的说法中正确的( )
A.如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电
B.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带
C.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带
D.用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔能改变角度,则小球一定带电
18.物体通常呈现电中性,是因为( )
A.物体没有电荷 B.物体没有净电荷
C.物体的正、负电荷一样多 D.以上说法均不正确
19.一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了,这说明( )
A.金属小球上原来的负电荷消失了
B.此过程中电荷不守恒
C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律
20.在上静电学的课堂上,老师做了一个演示实验,把一个和丝绸摩擦过的玻璃棒,去慢慢的靠近并接触原来不带电的验电器金属球,有部分细心的同学观察发现,玻璃棒在没有和验电器接触时,指针就开始张开,接触时张开的更大,关于这一过程中验电器上端金属球和下端指针带电情的判断正确的是( )
A.靠近时,金属球带负电,指针带正电
B.靠近时,金属球带正电,指针也带正电
C.接触时,金属球带负电,指针带也带负电
D.接触时,金属球带正电,指针也带正电
21.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为( )
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
22.如图所示的装置中,A、B是两个架在绝缘支座上的金属球,原来都不带电,中间用导线连接.现用一个带正电的小球C靠近B球,用手摸一下B球,然后撤去导线,再拿走小球C,那么( )
A.A球带正电,B球带负电
B.A球不带电,B球带负电
C.A球带正电,B球不带电
D.若AB球间导线不撤掉,则AB球均带负电
二、非选择题
23.(2017高二上·黑龙江期末)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量.
24.如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的 请完成下面的实验步骤.
步骤一:把带正电荷的物体C移近导体A稳定后,A、B下部的金属箔都 选填“会”或“不会” 张开.
步骤二:此时把B向右移动稍许使其与A分开,然后移走C,待稳定后A、B下部的金属箔都 选填“会”或“不会” 张开.
25.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
实验 操作 步骤一:手持有机玻璃棒,用力将两块起电板快速摩擦后分开 步骤二:将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球) 步骤三:将两块板同时插入空心金属球
实验 图解
实验 现象
箔片张开 箔片闭合
根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:
(1)步骤二的实验现象说明 ;
(2)步骤三的实验现象说明 ;
(3)该研究性实验 (填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。
26.如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;现给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?
27.如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12C的电荷量,求:
(1)金属瓶上收集到多少个电子?
(2)实验的时间为多长?
28.把带正电的球C移近金属导体AB的A端时,由于同种电荷相互 ,异种电荷相互 ,使导体上的自由电子向 端移动,因此导体A端和B端带上了 种电荷.
29.如图,一对对置的枕形导体A和B分别安放在两根绝缘支柱上,AB彼此接触,操作如下:
第一步:将带正电荷的物体C移近导体A,然后保持不动, (A或B)端出现负感应电荷,另一端出现正感应电荷.
第二步:取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中 (有或无)瞬间电流,撤走导线.
第三步:把A、B分开,再将物体C移去.
第四步:再取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中 (有或无)瞬间电流.
30.多少个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷.此人身上有多少个剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量me=9.1×10﹣31kg,电子电荷量e=1.6×10﹣19C)
答案解析部分
1.【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A.根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移.故A错误.
B.此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律.故B错误.
C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了.故C正确.
D.该现象是潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律.故D正确.
【分析】利用电荷守恒定律可以判别小球上的电荷实际是被转移到空气里,过程中的电荷仍就守恒。
2.【答案】A,C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥.接触起电:将一个带电体与另一个不带电的物体接触,就可以使不带电的物体带上与带电体电荷相同的电。
故答案为:AC。
【分析】自然界中存在两种电荷,一种是正电荷一种是负电荷,我们规定毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】把B球跟A球的内壁相接触,A与B构成整体,处于静电平衡状态,内部静电荷量为零,电荷均匀分布在外表面;B球的带电量减为零;正电荷和负电荷中和后A球表面的带电量为6×10-4C的正电荷;B、C不符合题意,A、D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】静电屏蔽后内部电荷为0,正负中和后就知道剩下的电荷量在A的外壳上。
4.【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】由库仑定律可得: 得,当两相同金属小球带同种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为4:4,所以库仑力是原来的16:7.当两相同金属小球带异种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为3:3,所以库仑力是原来的9:7,C、D符合题意,A、B不符合题意。
故答案为:CD
【分析】该题目需要注意的是,两个小球带电的正负没有确定,需要分情况讨论,根据带电体接触时电荷的分配规律,再利用库仑定律求解即可。
5.【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】两个小球原来分别带等量异种电荷,接触后电荷完全中和,两球不存在排斥力,A不符合题意;两个小球原来分别带同种电荷,把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,B符合题意,两个小球原来分别带不等量异种电荷,小球接触后电荷先中和再平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,C符合题意,两球均不带电,接触后也不会带电,故两球之间不会有排斥力,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】两个物体相互接触,电荷是先中和再均分,结合选项逐个分析即可。
6.【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子,所以A不符合题意,B符合题意;感应起电过程电荷在电场力作用下,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量并没有改变,C符合题意;等量的正、负电荷可以中和,但电荷并没有被消灭,只是整体不显示电性而已,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】电荷是守恒的,只能从一个物体转移到另一个物体,不会消失,也不会被创造。
7.【答案】A,C,D
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】先把两球分开,两球由于感应起电带上异种电荷,再移走棒,能使两球都带电 A符合题意;先移走棒,此时甲乙两球中的电荷又发生中和,不再带电,再把球分开,同样不再带电,B不符合题意;先使甲球瞬时接地后断开,这样甲球带电被中和,乙球带电,当移走棒后,则两球会带电,C符合题意;使棒与甲球瞬时接触,这样两球都带同种电,当移走棒,两球仍带电,D符合题意.
故答案为:ACD
【分析】选项B,当导体棒移走之后,两个小球就不带电,分开也就不带电。
8.【答案】A,C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】A图中当负电荷放在金属壳外时,使金属壳上端带正电荷,下端带负电荷,两端形成感应电荷,感应电场与外电场相叠加,所以内部电场强度为零,因此绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引;A符合题意;B图中当负电荷放在金属壳内时,使金属壳内部带正电荷,外部带负电荷,导致外部出现感应电场,从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引;B不符合题意;
C图中当负电荷放在金属壳内时,由于接地,则使金属壳外不带电,所以外部没有电场,从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引;C符合题意;D图中当负电荷放在金属壳外时,使金属壳上端带正电荷,下端带负电,导致出现感应电场.从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引;D不符合题意.本题选择小纸屑S不会被P吸引的,
故答案为:AC。
【分析】题中若P带了电,则小纸屑S就会被P吸引,因此本题只需判断哪些方法会使P带上电。
9.【答案】A,B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】把C移近导体A时,金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,A符合题意;由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,导体A的左端会出现负电荷,先把A、B分开,然后移去C,导体A和B仍然带电,金属箔片张开,B符合题意;先把C移走,A和B的电荷就会中和,把他们分开箔片不会张开,C不符合题意;
先用手触摸导体A,不会影响A、B的电荷分布,仍然与A选项相同,D不符合题意,
故答案为:AB。
【分析】本题考查感应起电。当带电体靠近不带电的导体,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,会是导体靠近带电体的近端带上异种电荷,远端带上同种电荷,将导体两部分分开后移走带电体,则导体两部分就带上等量异种电荷。应注意的是若先移走带电体再分开A、B两部分会出现A、B在分开前电荷中和而不再带电。
10.【答案】A,B
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】验电器的金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相排斥,张开角度的大小决定于两金属箔所带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔的张角减小,选项B符合题意,C不符合题意;如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球上电荷重新分布,靠近B球的端面出现负的感应电荷,而背向B球的端面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,因距离的不同而表现为吸引作用,从而使金属箔的张角减小,选项A符合题意,D不符合题意。
故答案为:A、B。
【分析】验电器的原理是利用同性电荷之间的相互作用,电荷越多作用就越强,当异性电荷相互靠近时电荷之间相互吸引,使得异性电荷集中于相互靠近的两端,同时也考查了对感应起电的原理。
11.【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A、根据静电感应现象可知,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现负电荷,在B端出现正电荷,这样的带电并不是导体中有新的电荷,而是电荷的重新分布,枕形导体上总的电荷量为零。金属箔上带同种电荷相斥而张开,选项A不符合题意;
B、用手触摸枕形导体后,B端不再是远端,人是导体,人的脚部连接的大地是远端,这样B端不再有电荷,金属箔闭合,选项B符合题意;
C、用手触摸导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应,A端所带负电便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金属箔均张开,选项C符合题意;
D、通过以上分析可看出选项D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】此题较为简单,考查对感应起电的原理和应用,当金属箔中带有同性电荷是因为电荷之间的相互排斥而分开,电流的形成是电荷的定向移动,与正电荷运动的方向相同与负电荷运动的方向相反,故当人接触AB时,AB中留下负电荷从而带负电。
12.【答案】A,C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】将带负电的绝缘棒靠近不带电的导体球,由于静电感应使两球带异种电荷,先把两球分开再移走棒,两球还带异种电荷,故A符合题意;若先移走棒,而导体球上感应出来的异种电荷中和,两球均不带电,故B不符合题意;若将乙球接地,再移走棒,则大地为远端,两球为近端,再移走棒,两球带同种电荷,故D符合题意;将棒与甲球接触则甲球带上与棒相同的电荷,由于乙球与甲球接触故移走棒后,两球均带电荷,故C符合题意。
故答案为:A、C、D。
【分析】此题较为简单,考查感应起电和接触起电的原理和应用,当带电导体接地时导体中正电荷会流入地面使得导体中负电荷多余正电荷从而带负电,此题属于基础题型,需引起注意。
13.【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】电子转移到了毛巾上,所以毛巾带负电。根据电荷守恒定律可知,塑料尺和毛巾带等量异种电荷,故CD符合题意,AB不符合题意。
故答案为:C、D。
【分析】摩擦起电是因为相互摩擦的物体之间发生了电荷转移,使得两物体带上等量的异号电荷,由于垫子带负电,获得电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
14.【答案】A,B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分.静电感应是电荷从物体的一部分转移到另一个部分.故A正确.
B、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,物体原理呈现电中性,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故B正确.
C、摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分,故C正确.
D、一个带电体接触一个不带电的完全相同的物体,两个物体平分带电体上的电荷,故D错误.
故选:ABC.
【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.
15.【答案】A,C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、三个小球反复接触多次后,三个小球会平分所有电量,故应各分3.0×10﹣6C,故A正确;
B、由于两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分,假设A与B先接触,接触后电量都是: =4.5×10﹣6C
然后,B(或A)与C接触,接触后的电量: =2.25×10﹣6C,然后B与A接触,分开后的电量: =3.375×10﹣6C.以此类推,则可知,三个小球中电量可能的为CD,而由于电量不可能小于2.25×10﹣6C,故B错误,CD正确.
故选:ACD.
【分析】两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分;且总电量保持不变,故选分析总电量是否守恒,再根据接触过程中电量平分进行分析,明确可能性.
16.【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体.故A错误,B正确.
C、通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷.故C正确,
D、感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分,D错误.
故选:BC
【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.
17.【答案】A,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、带电体具有吸引轻小物体的性质,如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电,故A正确;
B、用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,小球可以不带电,故B错误;
C、用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电,故C正确;
D、用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔角度变小,小球可能不带电,故D错误;
故选:AC.
【分析】利用电荷间的作用规律分析即可,但应注意的是:若两小球相斥,则表明其一定都带电,且带的是同种电荷;若两小球相吸,则有两种可能,即可能都带电,且是异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电.
18.【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:物体通常呈电中性,即物体不带电,这是由于物体所带正负电荷一样多,即没有净电荷,物体对外不显电性造成的;
故选:BC.
【分析】如果物体带有多余的正电荷,则物体带正电,如果物体带有多余的负电荷,则物体带负电,如果物体所带正负电荷量相等,则物体对外不显电性.
19.【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移.故A错.
B、此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律.故B错.
C、金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了.故C正确.
D、该现象是潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律.故D正确.
故选CD.
【分析】电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷的总量保存不变. 它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变.电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失.
20.【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近原来不带电的验电器的金属球,因为异种电荷相互吸引,电子受到吸引移动到金属球上,所以金属球带负电,指针失去电子带正电.故A正确,B错误;
C、接触时,金属球带正电,指针也带正电,故C错误,D正确;
故选:AD.
【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近原来不带电的验电器的金属球,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,判断金属球和指针的带电情况.
21.【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、B、丝绸和玻璃棒摩擦,因为玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒缺少电子带正电,丝绸有多余电子带负电;毛皮与橡胶棒摩擦,因为毛皮上的电子转移到橡胶棒带上,毛皮因缺少电子带正电,橡胶棒因有多余电子带负电,A正确,B错误.
C、D、被吸引的轻小物体不一定是带电体,故C错误,D正确.
故选:AD.
【分析】丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒带正电,丝绸带负电;毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电;摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电.
22.【答案】B,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、用一带正电的小球靠近AB时,由于电荷间的互相作用,会使AB导体内部的电荷再次分布,异种电荷被吸引,而同种电荷被排斥,导致A球带正电,而B球带负电,当用手一下B球,使得A球的正电被中和,则A不带电,而B球由于C仍在,则仍带负电,当撤去导线,拿走小球C,则B球带负电.故AC错误,B正确;
D、由上分析可知,当AB球间导线不撤掉,则B球上的负电被平分,使得AB球均带负电,故D正确.
故选:BD.
【分析】一个带电的物体与不带电的导体互相靠近时由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电荷再次分布,异种电荷被吸引到带电体附近,而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端.这种现象叫静电感应.当用手接触,则自由电子与其中和,从而即可求解.
23.【答案】(1)解:小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有:
v2=2gh
解得: …①
答:小球到达小孔处的速度为 ;
(2)解:对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:
mg(h+d)﹣qEd=0
解得: …②
电容器两极板间的电压为:
U=Ed=
电容器的带电量为:
Q=CU=
答:极板间电场强度大小为 ,电容器所带电荷量为
【知识点】动能定理的综合应用;电容器及其应用;匀强电场电势差与场强的关系;电场及电场力;电荷守恒定律
【解析】【分析】(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式列式求解即可;(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度,然后根据Q=CU求解电容器的带电量;
24.【答案】会;会
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】感应带电是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷.金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电;此时把B向右移动稍许使其与A分开,左端带负电,右端带正电;然后移走C,AB上的电荷不会中和,所以待稳定后A、B下部的金属箔都会张开.
【分析】本题考查感应起电。当带电体靠近不带电的导体,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,会是导体靠近带电体的近端带上异种电荷,远端带上同种电荷,将导体两部分分开后移走带电体,则导体两部分就带上等量异种电荷。应注意的是若先移走带电体再分开A、B两部分会出现A、B在分开前电荷中和而不再带电。
25.【答案】(1)起电板使验电器感应起电
(2)两块板带有等量异种电荷
(3)能
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带上了等量异种电荷。步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律。
【分析】此题比较简单,考查电荷守恒定律的理解和应用,摩擦起电的过程中物体之间发生电荷的转移,使得相互接触的两个物体带上等量的异号电荷,同时也考查了感应起电的原理和应用。
26.【答案】解:由于两个球的形状和大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分配比例不是1∶1,但应该是一个确定的值。
根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知,此比例为(Q-q)∶q
经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B球带电荷量为q′,则有 =
解得q′=
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】此题属于典型题型,比较简单,考查接触起电的原理和应用,只有当两个完全相同的小球接触后分开才会平分电荷量,而此时是形状、大小不等的两个小球,故先设定一个电荷量分配的比值,从而得出小球的最终电荷量。
27.【答案】(1)解:金属瓶上收集的电子数目为:N= = 个=5×107(个)
(2)解:实验的时间t= s=5000s
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】一个电子的电荷量等于一个元电荷,而所有物体带电的电荷量都为元电荷的整数倍,此题比较简单,主要考查对元电荷的理解的运用,属于基础题型。
28.【答案】排斥;吸引;A;异
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:把带正电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子向在外电场的作用下向A移动,正电荷不移动,因此导体A端和B端带上了异种电荷.
故答案为:排斥;吸引;A;异.
【分析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,发生了静电感应现象,金属导电的实质是自由电子的移动,正电荷不移动;电荷间的相互作用,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
29.【答案】A;无;有
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:感应带电,这是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷.金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷;
取一根导线,连接A的左端和B的右端,由于此时的导体是等势体,AB两端的电势相等,导线中不会产生瞬间电流;
把A、B分开,再将物体C移去,此时A带负电,B带正电,再取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中有瞬间电流产生.
故答案为:A,无,有
【分析】当导体A、B放在带正电的附近时,出现感应起电现象.电荷周围有电场存在,从而导体A、B处于电场中,在电场力的作用下,使导体中的自由电子重新分布.而处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且是等势体.
30.【答案】解:每个电子电荷量为q=1.6×10﹣19C;
则﹣3.2×10﹣5C的电量需要的电子为n= =2×1014个;
干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷.
此人身上有电子为n′= =3×1014个;
电子质量me=9.1×10﹣31kg,所以他的质量增加m=3×1014×9.1×10﹣31kg=2.73×10﹣16kg.
答:2×1014个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C;
此人身上有3×1014个剩余电子,他的质量增加2.73×10﹣16kg.
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】已知单个电子的电量,则可求得一定电荷量所需要的电子数目.
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 9.1 电荷(优生加练)
一、多项选择题
1.(2019高二上·龙川月考)一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了.这说明( )
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律
【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A.根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移.故A错误.
B.此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律.故B错误.
C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了.故C正确.
D.该现象是潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律.故D正确.
【分析】利用电荷守恒定律可以判别小球上的电荷实际是被转移到空气里,过程中的电荷仍就守恒。
2.(2019高二上·富平月考)当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )
A.正电荷 B.负电荷 C.接触起电 D.感应起电
【答案】A,C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥.接触起电:将一个带电体与另一个不带电的物体接触,就可以使不带电的物体带上与带电体电荷相同的电。
故答案为:AC。
【分析】自然界中存在两种电荷,一种是正电荷一种是负电荷,我们规定毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.(2018高二上·哈尔滨月考)一个空心金属球A带8×10-4C正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B带有2×10-4C的负电荷,将B球放入A球壳内与内壁接触,静电平衡后,A、B球带的电荷量正确的是( )
A.QA=6×10-4C B.QA=5×10-4C C.QB=3×10-4C D.QB=0
【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】把B球跟A球的内壁相接触,A与B构成整体,处于静电平衡状态,内部静电荷量为零,电荷均匀分布在外表面;B球的带电量减为零;正电荷和负电荷中和后A球表面的带电量为6×10-4C的正电荷;B、C不符合题意,A、D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】静电屏蔽后内部电荷为0,正负中和后就知道剩下的电荷量在A的外壳上。
4.两个相同的金属小球,所带电荷量大小之比为1:7,相距r,两小球可视为点电荷,两者相互接触后再放回原来位置上,则它们之间的库仑力大小与原来之比可能为( )
A.4:7 B.3:7 C.16:7 D.9:7
【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】由库仑定律可得: 得,当两相同金属小球带同种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为4:4,所以库仑力是原来的16:7.当两相同金属小球带异种电荷时,两者相互接触后再放回原来的位置上,它们的电荷量变为3:3,所以库仑力是原来的9:7,C、D符合题意,A、B不符合题意。
故答案为:CD
【分析】该题目需要注意的是,两个小球带电的正负没有确定,需要分情况讨论,根据带电体接触时电荷的分配规律,再利用库仑定律求解即可。
5.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球带电情况可能是
A.带有等量异种电荷 B.带同种电荷
C.带不等量异种电荷 D.无法确定
【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】两个小球原来分别带等量异种电荷,接触后电荷完全中和,两球不存在排斥力,A不符合题意;两个小球原来分别带同种电荷,把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,B符合题意,两个小球原来分别带不等量异种电荷,小球接触后电荷先中和再平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,C符合题意,两球均不带电,接触后也不会带电,故两球之间不会有排斥力,D不符合题意.
故答案为:BC
【分析】两个物体相互接触,电荷是先中和再均分,结合选项逐个分析即可。
6.下列有关起电的说法正确的是( )
A.摩擦起电说明电荷是可以创造的
B.摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子
C.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷可以被消灭
【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子,所以A不符合题意,B符合题意;感应起电过程电荷在电场力作用下,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量并没有改变,C符合题意;等量的正、负电荷可以中和,但电荷并没有被消灭,只是整体不显示电性而已,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】电荷是守恒的,只能从一个物体转移到另一个物体,不会消失,也不会被创造。
7.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述方法中,能使两球都带电的方法是
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.使甲球瞬时接地,稳定后再移走棒
D.使棒与甲球接触,稳定后再移走棒
【答案】A,C,D
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】先把两球分开,两球由于感应起电带上异种电荷,再移走棒,能使两球都带电 A符合题意;先移走棒,此时甲乙两球中的电荷又发生中和,不再带电,再把球分开,同样不再带电,B不符合题意;先使甲球瞬时接地后断开,这样甲球带电被中和,乙球带电,当移走棒后,则两球会带电,C符合题意;使棒与甲球瞬时接触,这样两球都带同种电,当移走棒,两球仍带电,D符合题意.
故答案为:ACD
【分析】选项B,当导体棒移走之后,两个小球就不带电,分开也就不带电。
8.如图所示,P是一个带电体,N是一个不带电的金属空腔,在哪种情况中,放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引
A. B.
C. D.
【答案】A,C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】A图中当负电荷放在金属壳外时,使金属壳上端带正电荷,下端带负电荷,两端形成感应电荷,感应电场与外电场相叠加,所以内部电场强度为零,因此绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引;A符合题意;B图中当负电荷放在金属壳内时,使金属壳内部带正电荷,外部带负电荷,导致外部出现感应电场,从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引;B不符合题意;
C图中当负电荷放在金属壳内时,由于接地,则使金属壳外不带电,所以外部没有电场,从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引;C符合题意;D图中当负电荷放在金属壳外时,使金属壳上端带正电荷,下端带负电,导致出现感应电场.从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引;D不符合题意.本题选择小纸屑S不会被P吸引的,
故答案为:AC。
【分析】题中若P带了电,则小纸屑S就会被P吸引,因此本题只需判断哪些方法会使P带上电。
9.如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A,B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A,B分开,然后移去C,A,B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A,B分开,A,B上的金属箔片仍张开
D.先用手接触一下A端再拿开,然后把C移走,再把A,B分开,A上的金属箔片不张开,而B上的金属箔片张开
【答案】A,B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】把C移近导体A时,金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,A符合题意;由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,导体A的左端会出现负电荷,先把A、B分开,然后移去C,导体A和B仍然带电,金属箔片张开,B符合题意;先把C移走,A和B的电荷就会中和,把他们分开箔片不会张开,C不符合题意;
先用手触摸导体A,不会影响A、B的电荷分布,仍然与A选项相同,D不符合题意,
故答案为:AB。
【分析】本题考查感应起电。当带电体靠近不带电的导体,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,会是导体靠近带电体的近端带上异种电荷,远端带上同种电荷,将导体两部分分开后移走带电体,则导体两部分就带上等量异种电荷。应注意的是若先移走带电体再分开A、B两部分会出现A、B在分开前电荷中和而不再带电。
10.(多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验 电器的金属箔的张角减小,则( )
A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电
C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电
【答案】A,B
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】验电器的金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相排斥,张开角度的大小决定于两金属箔所带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔的张角减小,选项B符合题意,C不符合题意;如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球上电荷重新分布,靠近B球的端面出现负的感应电荷,而背向B球的端面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,因距离的不同而表现为吸引作用,从而使金属箔的张角减小,选项A符合题意,D不符合题意。
故答案为:A、B。
【分析】验电器的原理是利用同性电荷之间的相互作用,电荷越多作用就越强,当异性电荷相互靠近时电荷之间相互吸引,使得异性电荷集中于相互靠近的两端,同时也考查了对感应起电的原理。
11.(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔带同种电荷,选项C中两对金箔带异种电荷
【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A、根据静电感应现象可知,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现负电荷,在B端出现正电荷,这样的带电并不是导体中有新的电荷,而是电荷的重新分布,枕形导体上总的电荷量为零。金属箔上带同种电荷相斥而张开,选项A不符合题意;
B、用手触摸枕形导体后,B端不再是远端,人是导体,人的脚部连接的大地是远端,这样B端不再有电荷,金属箔闭合,选项B符合题意;
C、用手触摸导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应,A端所带负电便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金属箔均张开,选项C符合题意;
D、通过以上分析可看出选项D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】此题较为简单,考查对感应起电的原理和应用,当金属箔中带有同性电荷是因为电荷之间的相互排斥而分开,电流的形成是电荷的定向移动,与正电荷运动的方向相同与负电荷运动的方向相反,故当人接触AB时,AB中留下负电荷从而带负电。
12.(多选)如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中能使两球都带电的是( )
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒
D.先使乙球瞬时接地,再移走棒
【答案】A,C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】将带负电的绝缘棒靠近不带电的导体球,由于静电感应使两球带异种电荷,先把两球分开再移走棒,两球还带异种电荷,故A符合题意;若先移走棒,而导体球上感应出来的异种电荷中和,两球均不带电,故B不符合题意;若将乙球接地,再移走棒,则大地为远端,两球为近端,再移走棒,两球带同种电荷,故D符合题意;将棒与甲球接触则甲球带上与棒相同的电荷,由于乙球与甲球接触故移走棒后,两球均带电荷,故C符合题意。
故答案为:A、C、D。
【分析】此题较为简单,考查感应起电和接触起电的原理和应用,当带电导体接地时导体中正电荷会流入地面使得导体中负电荷多余正电荷从而带负电,此题属于基础题型,需引起注意。
13.(多选)如图所示,一把塑料尺与毛巾摩擦过程中,有大量电子从塑料尺转移到了毛巾上,那么根据上述信息,若塑料尺和毛巾都和人体没有电荷交换,下列说法正确的是( )
A.毛巾呈中性 B.毛巾带正电
C.毛巾带负电 D.塑料尺和毛巾带等量异种电荷
【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】电子转移到了毛巾上,所以毛巾带负电。根据电荷守恒定律可知,塑料尺和毛巾带等量异种电荷,故CD符合题意,AB不符合题意。
故答案为:C、D。
【分析】摩擦起电是因为相互摩擦的物体之间发生了电荷转移,使得两物体带上等量的异号电荷,由于垫子带负电,获得电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
14.下列说法正确的是( )
A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分
B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C.摩擦起电和感应起电都能使电子发生转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体,而后者使电子从物体的一部分转移到另一部分
D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体平分带电体上的电荷
【答案】A,B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分.静电感应是电荷从物体的一部分转移到另一个部分.故A正确.
B、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,物体原理呈现电中性,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故B正确.
C、摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分,故C正确.
D、一个带电体接触一个不带电的完全相同的物体,两个物体平分带电体上的电荷,故D错误.
故选:ABC.
【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.
15.有A、B、C三个完全相同的金属小球,A球带9.0×10﹣6C的正电荷,现使用接触法使得他们都带电(与外界绝缘),则A、B、C可能的带电量为( )
A.3.0×10﹣6、3.0×10﹣6、3.0×10﹣6
B.4.5×10﹣6、3.0×10﹣6、1.5×10﹣6
C.3.375×10﹣6、3.375×10﹣6、2.25×10﹣6
D.2.25×10﹣6、2.25×10﹣6、4.5×10﹣6
【答案】A,C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、三个小球反复接触多次后,三个小球会平分所有电量,故应各分3.0×10﹣6C,故A正确;
B、由于两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分,假设A与B先接触,接触后电量都是: =4.5×10﹣6C
然后,B(或A)与C接触,接触后的电量: =2.25×10﹣6C,然后B与A接触,分开后的电量: =3.375×10﹣6C.以此类推,则可知,三个小球中电量可能的为CD,而由于电量不可能小于2.25×10﹣6C,故B错误,CD正确.
故选:ACD.
【分析】两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分;且总电量保持不变,故选分析总电量是否守恒,再根据接触过程中电量平分进行分析,明确可能性.
16.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体
C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体.故A错误,B正确.
C、通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷.故C正确,
D、感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分,D错误.
故选:BC
【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.
17.以下判断小球是否带电的说法中正确的( )
A.如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电
B.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带
C.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带
D.用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔能改变角度,则小球一定带电
【答案】A,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、带电体具有吸引轻小物体的性质,如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电,故A正确;
B、用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,小球可以不带电,故B错误;
C、用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电,故C正确;
D、用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔角度变小,小球可能不带电,故D错误;
故选:AC.
【分析】利用电荷间的作用规律分析即可,但应注意的是:若两小球相斥,则表明其一定都带电,且带的是同种电荷;若两小球相吸,则有两种可能,即可能都带电,且是异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电.
18.物体通常呈现电中性,是因为( )
A.物体没有电荷 B.物体没有净电荷
C.物体的正、负电荷一样多 D.以上说法均不正确
【答案】B,C
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:物体通常呈电中性,即物体不带电,这是由于物体所带正负电荷一样多,即没有净电荷,物体对外不显电性造成的;
故选:BC.
【分析】如果物体带有多余的正电荷,则物体带正电,如果物体带有多余的负电荷,则物体带负电,如果物体所带正负电荷量相等,则物体对外不显电性.
19.一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了,这说明( )
A.金属小球上原来的负电荷消失了
B.此过程中电荷不守恒
C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律
【答案】C,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移.故A错.
B、此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律.故B错.
C、金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了.故C正确.
D、该现象是潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律.故D正确.
故选CD.
【分析】电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷的总量保存不变. 它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变.电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失.
20.在上静电学的课堂上,老师做了一个演示实验,把一个和丝绸摩擦过的玻璃棒,去慢慢的靠近并接触原来不带电的验电器金属球,有部分细心的同学观察发现,玻璃棒在没有和验电器接触时,指针就开始张开,接触时张开的更大,关于这一过程中验电器上端金属球和下端指针带电情的判断正确的是( )
A.靠近时,金属球带负电,指针带正电
B.靠近时,金属球带正电,指针也带正电
C.接触时,金属球带负电,指针带也带负电
D.接触时,金属球带正电,指针也带正电
【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近原来不带电的验电器的金属球,因为异种电荷相互吸引,电子受到吸引移动到金属球上,所以金属球带负电,指针失去电子带正电.故A正确,B错误;
C、接触时,金属球带正电,指针也带正电,故C错误,D正确;
故选:AD.
【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近原来不带电的验电器的金属球,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,判断金属球和指针的带电情况.
21.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为( )
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
【答案】A,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、B、丝绸和玻璃棒摩擦,因为玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒缺少电子带正电,丝绸有多余电子带负电;毛皮与橡胶棒摩擦,因为毛皮上的电子转移到橡胶棒带上,毛皮因缺少电子带正电,橡胶棒因有多余电子带负电,A正确,B错误.
C、D、被吸引的轻小物体不一定是带电体,故C错误,D正确.
故选:AD.
【分析】丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒带正电,丝绸带负电;毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电;摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电.
22.如图所示的装置中,A、B是两个架在绝缘支座上的金属球,原来都不带电,中间用导线连接.现用一个带正电的小球C靠近B球,用手摸一下B球,然后撤去导线,再拿走小球C,那么( )
A.A球带正电,B球带负电
B.A球不带电,B球带负电
C.A球带正电,B球不带电
D.若AB球间导线不撤掉,则AB球均带负电
【答案】B,D
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:A、用一带正电的小球靠近AB时,由于电荷间的互相作用,会使AB导体内部的电荷再次分布,异种电荷被吸引,而同种电荷被排斥,导致A球带正电,而B球带负电,当用手一下B球,使得A球的正电被中和,则A不带电,而B球由于C仍在,则仍带负电,当撤去导线,拿走小球C,则B球带负电.故AC错误,B正确;
D、由上分析可知,当AB球间导线不撤掉,则B球上的负电被平分,使得AB球均带负电,故D正确.
故选:BD.
【分析】一个带电的物体与不带电的导体互相靠近时由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电荷再次分布,异种电荷被吸引到带电体附近,而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端.这种现象叫静电感应.当用手接触,则自由电子与其中和,从而即可求解.
二、非选择题
23.(2017高二上·黑龙江期末)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量.
【答案】(1)解:小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有:
v2=2gh
解得: …①
答:小球到达小孔处的速度为 ;
(2)解:对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:
mg(h+d)﹣qEd=0
解得: …②
电容器两极板间的电压为:
U=Ed=
电容器的带电量为:
Q=CU=
答:极板间电场强度大小为 ,电容器所带电荷量为
【知识点】动能定理的综合应用;电容器及其应用;匀强电场电势差与场强的关系;电场及电场力;电荷守恒定律
【解析】【分析】(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式列式求解即可;(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度,然后根据Q=CU求解电容器的带电量;
24.如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的 请完成下面的实验步骤.
步骤一:把带正电荷的物体C移近导体A稳定后,A、B下部的金属箔都 选填“会”或“不会” 张开.
步骤二:此时把B向右移动稍许使其与A分开,然后移走C,待稳定后A、B下部的金属箔都 选填“会”或“不会” 张开.
【答案】会;会
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】感应带电是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷.金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电;此时把B向右移动稍许使其与A分开,左端带负电,右端带正电;然后移走C,AB上的电荷不会中和,所以待稳定后A、B下部的金属箔都会张开.
【分析】本题考查感应起电。当带电体靠近不带电的导体,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,会是导体靠近带电体的近端带上异种电荷,远端带上同种电荷,将导体两部分分开后移走带电体,则导体两部分就带上等量异种电荷。应注意的是若先移走带电体再分开A、B两部分会出现A、B在分开前电荷中和而不再带电。
25.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
实验 操作 步骤一:手持有机玻璃棒,用力将两块起电板快速摩擦后分开 步骤二:将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球) 步骤三:将两块板同时插入空心金属球
实验 图解
实验 现象
箔片张开 箔片闭合
根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:
(1)步骤二的实验现象说明 ;
(2)步骤三的实验现象说明 ;
(3)该研究性实验 (填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。
【答案】(1)起电板使验电器感应起电
(2)两块板带有等量异种电荷
(3)能
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带上了等量异种电荷。步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律。
【分析】此题比较简单,考查电荷守恒定律的理解和应用,摩擦起电的过程中物体之间发生电荷的转移,使得相互接触的两个物体带上等量的异号电荷,同时也考查了感应起电的原理和应用。
26.如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;现给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?
【答案】解:由于两个球的形状和大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分配比例不是1∶1,但应该是一个确定的值。
根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知,此比例为(Q-q)∶q
经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B球带电荷量为q′,则有 =
解得q′=
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】此题属于典型题型,比较简单,考查接触起电的原理和应用,只有当两个完全相同的小球接触后分开才会平分电荷量,而此时是形状、大小不等的两个小球,故先设定一个电荷量分配的比值,从而得出小球的最终电荷量。
27.如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12C的电荷量,求:
(1)金属瓶上收集到多少个电子?
(2)实验的时间为多长?
【答案】(1)解:金属瓶上收集的电子数目为:N= = 个=5×107(个)
(2)解:实验的时间t= s=5000s
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】一个电子的电荷量等于一个元电荷,而所有物体带电的电荷量都为元电荷的整数倍,此题比较简单,主要考查对元电荷的理解的运用,属于基础题型。
28.把带正电的球C移近金属导体AB的A端时,由于同种电荷相互 ,异种电荷相互 ,使导体上的自由电子向 端移动,因此导体A端和B端带上了 种电荷.
【答案】排斥;吸引;A;异
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:把带正电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子向在外电场的作用下向A移动,正电荷不移动,因此导体A端和B端带上了异种电荷.
故答案为:排斥;吸引;A;异.
【分析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,发生了静电感应现象,金属导电的实质是自由电子的移动,正电荷不移动;电荷间的相互作用,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
29.如图,一对对置的枕形导体A和B分别安放在两根绝缘支柱上,AB彼此接触,操作如下:
第一步:将带正电荷的物体C移近导体A,然后保持不动, (A或B)端出现负感应电荷,另一端出现正感应电荷.
第二步:取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中 (有或无)瞬间电流,撤走导线.
第三步:把A、B分开,再将物体C移去.
第四步:再取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中 (有或无)瞬间电流.
【答案】A;无;有
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】解:感应带电,这是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷.金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体B的右端要感应出正电荷,在导体A的左端会出现负电荷;
取一根导线,连接A的左端和B的右端,由于此时的导体是等势体,AB两端的电势相等,导线中不会产生瞬间电流;
把A、B分开,再将物体C移去,此时A带负电,B带正电,再取一根导线,连接A的左端和B的右端,导线中有瞬间电流产生.
故答案为:A,无,有
【分析】当导体A、B放在带正电的附近时,出现感应起电现象.电荷周围有电场存在,从而导体A、B处于电场中,在电场力的作用下,使导体中的自由电子重新分布.而处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且是等势体.
30.多少个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷.此人身上有多少个剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量me=9.1×10﹣31kg,电子电荷量e=1.6×10﹣19C)
【答案】解:每个电子电荷量为q=1.6×10﹣19C;
则﹣3.2×10﹣5C的电量需要的电子为n= =2×1014个;
干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷.
此人身上有电子为n′= =3×1014个;
电子质量me=9.1×10﹣31kg,所以他的质量增加m=3×1014×9.1×10﹣31kg=2.73×10﹣16kg.
答:2×1014个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C;
此人身上有3×1014个剩余电子,他的质量增加2.73×10﹣16kg.
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【分析】已知单个电子的电量,则可求得一定电荷量所需要的电子数目.
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